JP2010225882A

JP2010225882A - 基板洗浄装置

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Publication number: JP2010225882A
Application number: JP2009071872A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Higuchi; 鮎美樋口; Naoki Sawazaki; 尚樹澤崎
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP5394784B2

Abstract

【課題】
基板面内でのパーティクル除去均一性を向上することができる基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】
基板洗浄装置１は、処理液を貯留する処理槽１０と、基板Ｗを保持する基板保持部２１を備え、基板を昇降移動させるリフタ２０と、伝播水を貯留する伝播槽３０と、伝播槽３０の底部に設けられた超音波振動子３１と、分散発生部８０とを備え、処理槽１０に浸漬した基板Ｗと超音波振動子３１との間に分散発生部８０を配置することにより、超音波振動が付与された分散発生部８０の反対側で、基板面内におけるキャビテーションのバラツキを抑制することができる。そのため、基板Ｗ面内でのパーティクルの除去均一性を向上することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板を浸漬させて洗浄する基板洗浄装置に係り、特に、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板（以下、単に基板と称する）に対して行う洗浄処理の技術に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理槽と、この処理槽の下方に配置され、処理槽の下部が浸漬されるように伝播水を貯留する伝播槽と、この伝播槽の底部に設けられ、超音波振動を発生させる超音波振動子と、処理槽内に基板を浸漬させる際に、基板の下部周縁部を保持する基板保持部を備えたリフタと、処理槽に処理液を供給する処理液供給部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。これにより、超音波振動子から付与された超音波振動が伝播槽を介して処理槽へと伝わり、処理槽内に浸漬され、基板保持部に保持された基板に伝わって洗浄するようになっている。

特開２００７‐１７３６７７号公報

しかしながら、このような構成を有する従来装置の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来装置は、超音波振動子により発振した超音波振動を基板に与えた際に、超音波振動が基板保持部の３本の保持棒部分で反射・屈折してしまい、超音波振動が付与された保持棒の反対側では、パーティクルの除去率の低い領域が生じていた。そのため、基板面内にパーティクルの除去率が高い領域と低い領域が存在するというパーティクル除去率のムラが生じ、基板面内のパーティクル除去均一性を悪化させている。仮にこの状態で、超音波振動の時間を長く与えたり、超音波振動の出力を上げたりしても、単に、パーティクルの除去率の高い領域のデバイスパターンのみに過剰な負荷を与えてしまい、デバイスパターンの倒壊の原因になってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板面内でのパーティクル除去均一性を向上することができる基板洗浄装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板を処理液中に浸漬させることにより基板の洗浄処理を行う基板洗浄装置において、基板を浸漬するための処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内へ処理液を供給する処理液供給部と、基板を保持する基板保持部を備え、前記処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬させるためのリフタと、前記処理槽の下方に配置されており、前記処理槽の下部が浸漬されるように超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留する伝播槽と、前記伝播槽の底部に取り付けられ、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、前記超音波振動付与手段から付与された超音波振動を散乱させる散乱板を備え、基板と前記超音波付与手段との間に配置された分散発生部と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、超音波振動付与手段によって付与された超音波振動は、伝播槽を介して基板が浸漬された処理槽内に伝播される。この際、基板保持部に保持された基板と超音波振動付与手段との間に分散発生部を配置することで、超音波振動が付与された分散発生部の反対側では、広範囲に超音波振動の重なりが生じる。そのため、基板面内におけるキャビテーションのバラツキを抑制することができるので、基板面内におけるパーティクル除去均一性を向上することができる。

また、前記分散発生部は、前記伝播槽内に設けられていることが好ましい（請求項２）。分散発生部を伝播槽内に設けることにより、伝播槽内のスペースを有効に使うことができる。また、超音波振動を分散発生部に付与し、処理槽内において、超音波振動が付与された分散発生部の反対側では、キャビテーションを発生させることができる。そのため、基板面内でのパーティクル除去均一性を向上することができる。

また、前記分散発生部は、前記基板保持部に設けられていることが好ましい（請求項３）。分散発生部が基板保持部に設けられていることにより、超音波振動が付与された分散発生部の反対側では、広範囲に超音波振動の重なりが生じるので、基板面内にはキャビテーションを均一に発生させることができる。そのため、基板面内でのパーティクルの除去を均一に行うことができる。また、分散発生部は処理液が通過する際に流れを整える整流効果を有する。また、基板保持部に分散発生部が備えられているので、基板保持部の強度を高めることができる。そのため、基板保持部は、基板の重みによるたわみを抑制することができる。

また、前記散乱板は、板状に形成されており、前記分散発生部は、複数の前記散乱板が並設されていることが好ましい（請求項４）。分散発生部は、複数の板状の散乱板が並設して構成されているので、超音波振動が付与された分散発生部の反対側では、超音波振動の重なりを広範囲に発生させることができる。

また、前記散乱板は、石英で形成されていることを特徴とすることが好ましい（請求項５）。散乱板が石英で形成されていることにより、散乱板の中央部分を超音波振動が透過する。そのため、超音波振動の減衰を抑制することができるので、超音波振動を有効に利用することができる。

また、前記散乱板の高さは、前記超音波振動付与手段から付与される超音波振動の半波長の整数倍にすることが好ましい（請求項６）。散乱板の高さを超音波振動の半波長の整数倍にすることにより、超音波振動の減衰を抑制することができるので、超音波振動を有効に利用することができる。

また、前記分散発生部は、散乱板が等間隔に構成されることが好ましい（請求項７）。分散発生部の散乱板を等間隔に構成することにより、キャビテーションを基板面内にて、より均一に発生させることができる。

また、前記処理液供給部は、気体を処理液に溶解させる気体溶解手段を備えていることが好ましい（請求項８）処理液に積極的に気体を溶解させているので、キャビテーションを効率良く発生させることができる。

この発明に係る基板洗浄装置によれば、基板保持部に保持された基板と超音波振動付与手段との間に分散発生部を配置することで、超音波振動を付与した際に、超音波振動が付与された分散発生部の反対側では、広範囲に超音波振動の重なりが生じるので、基板面内におけるキャビテーションのバラツキを抑制することができる。そのため、基板面内でのパーティクル除去均一性の向上することができる。

実施例に係る基板洗浄装置を一部断面で示した概略構成図である。実施例に係る基板洗浄装置のリフタの構成を示した断面図である。処理液供給部に設けられた窒素ガス溶解部を一部断面で示した概略構成図である。伝播水供給部に設けられた脱気部を一部断面で示した概略構成図である。分散発生部の構成を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。キャビテーションの発生の説明に供する図である。基板洗浄装置の動作の説明に供するフローチャートである。基板洗浄装置の効果の説明に供し、（ａ）は、ピッチが１５ｍｍのときを示した図であり、（ｂ）は、ピッチが６ｍｍのときを示した図であり、（ｃ）は、分散発生部が未使用のときを示した図である。変形例に係る基板洗浄装置のリフタの基板保持部の構成を示した正面図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板洗浄装置を一部断面で示した概略構成図であり、図２は、実施例に係る基板洗浄装置のリフタの構成を示した断面図である。

図１を参照する。基板洗浄装置１は、複数の基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を処理液中に浸漬させることにより基板Ｗの洗浄処理を行う装置である。基板洗浄装置１は、主に、処理槽１０と、リフタ２０と、伝播槽３０と、処理液供給部４０と、伝播水供給部５０と、制御部６０とを備えている。

処理槽１０は、基板Ｗを浸漬するための処理液を貯留する容器である。処理槽１０の底部には、一対の吐出部１１が設けられている。吐出部１１には、処理液供給部４０から供給された処理液を処理槽１０内部へ向けて吐出する複数の吐出口（図示省略）が形成されている。また、処理槽１０の上面は解放されており、処理槽１０の外面側の上端には外槽１２が設けられている。外槽１２は、配管１３を介して排液ラインに接続されている。このため、吐出部１１から吐出された処理液は処理槽１０内を上方へ向かって流れ、やがて上部の開口から外槽１２へオーバーフローする。そして、外槽１２へオーバーフローした処理液は配管１３を介して排液ラインへ排出される。

図２を参照する。リフタ２０は、処理槽１０に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させるための昇降機構である。基板洗浄装置１の搬入部（図示省略）にセットされた基板Ｗは、搬送ロボット（図示省略）によってリフタ２０まで搬送され、リフタ２０上に載置される。リフタ２０は、基板保持部２１とリフタ駆動部２２とを備えている。基板保持部２１は、背板２３と結合部材２４との間に３本の保持棒２５を備えている。保持棒２５には複数の保持溝（図示省略）が刻設されており、基板Ｗはその保持溝に起立姿勢で保持される。一方、リフタ駆動部２２は、図示しないサーボモーターやタイミングベルトを有し、支持部材２６を介して基板保持部２１と連動連結されている。リフタ駆動部２２を動作させると、リフタ２０は昇降移動し、基板Ｗは処理槽１０内の浸漬位置（図１、図２の位置）と処理槽１０上方の引き上げ位置との間で移動する。

図１に戻り、伝播槽３０は、超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留するための容器である。伝播槽３０は、処理槽１０の下方に配置されており、伝播槽３０に貯留された伝播水に処理槽１０の底部を含む下部が浸漬される。伝播槽３０の底部には、伝播水と接するように、超音波振動子３１が取り付けられている。伝播槽３０内には、後述する分散発生部８０が取り付けられている。超音波振動子３１に接続された超音波発振器３２を作動させると、超音波振動子３１が発振して、超音波振動（例えば、周波数が７３０ｋＨｚ）が発生する。超音波振動子３１から発生した超音波振動は、伝播槽３０内の伝播水中、処理槽１０の底部、処理槽１０内の処理液中を順に伝播して行き、処理液中に浸漬された基板Ｗへ到達する。なお、超音波発振器３２は、ＣＰＵやメモリ等を備えるコンピュータにより構成された制御部６０と接続されており、制御部６０から与えられる信号に基づいて動作する。

なお、上述した超音波振動子３１が本発明における超音波振動付与手段に相当する。

処理液供給部４０は、純水供給源４１と吐出部１１とを結ぶ配管４２を有している。配管４２上には、配管４２の上流側から順に、窒素ガス溶解部４３、濃度計４４、ヒータ４５、開閉弁４６、および混合部４７が設けられている。このため、開閉弁４６を開放すると、純水供給源４１から供給される純水が、窒素ガス溶解部４３、濃度計４４、ヒータ４５、開閉弁４６、および混合部４７を経由して処理槽１０内へ吐出される。

混合部４７は、例えばミキシングバルブにより構成される。混合部４７には、配管４７ａを介して薬液供給部４７ｂが接続されており、配管４７ａの経路途中には開閉弁４７ｃが介挿されている。このため、開閉弁４６，４７ｃを開放すると、純水供給源４１から供給される純水と、薬液供給源４７ｂから供給される薬液とが、混合部４７において混合されて、処理槽１０へ供給される。なお、薬液供給源４７ｂから供給される薬液としては、基板Ｗの洗浄に効果を発揮するアンモニア（ＮＨ_４ＯＨ）、過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）、純水（Ｈ_２Ｏ）の混合溶液やこの混合溶液に界面活性剤を添加したものなどが使用される。

また、混合部４７には、室温の純水を供給するための配管４７ｄの一端側が接続されている。配管４７ｄの他端側には純水供給源４７ｅが接続されており、配管４７ｄの経路途中には開閉弁４７ｆが介挿されている。このため、開閉弁４６，４７ｃを閉止するとともに開閉弁４７ｆを開放すると、純水供給源４７ｅから供給される純水が、窒素ガス溶解部４３やヒータ４５を経由することなく処理槽１０へ供給される。なお、開閉弁４６，４７ｃ，４７ｆは、制御部６０と電気的に接続されており、制御部６０から与えられる信号に基づいて開閉する。

図３を参照する。図３は、処理液供給部４０に設けられた窒素ガス溶解部４３を一部断面で示した概略構成図である。窒素ガス溶解部４３の本体部４３ａは、略円筒形の外形となっており、その中心部に形成された液体収容部４３ｂと、液体収容部４３ｂの周囲を取り巻くように設けられた気体収容部４３ｃとを有している。液体収容部４３ｂと気体収容部４３ｃとの境界には、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸脱気膜・溶解膜４３ｄが設けられている。

窒素ガス溶解部４３の気体収容部４３ｃには、配管４３ｅの一端側が接続されている。配管４３ｅの他端側は窒素ガス供給源４３ｆと接続されており、配管４３ｅの経路途中には、窒素ガス供給源４３ｆ側から順に、可変オートプレッシャー４３ｇ、開閉弁４３ｈ、および圧力計４３ｉが設けられている。可変オートプレッシャー４３ｇ、開閉弁４３ｈ、および圧力計４３ｉは、それぞれ制御部６０と電気的に接続されている。

配管４３ｅ上の開閉弁４３ｈを開放すると、窒素ガス供給源４３ｆから配管４３ｅを通って気体収容部４３ｃへ窒素ガスが供給される。圧力計４３ｉは、気体収容部４３ｃに送給される直前における窒素ガスの圧力を計測し、計測結果を制御部６０へ送信する。また、制御部６０は、圧力計４３ｉの計測結果に基づいて、可変オートプレッシャー４３ｇを操作し、気体収容部４３ｃに送給される窒素ガスの圧力を制御する。

窒素ガス溶解部４３において純水に窒素ガスを溶解させるときには、制御部６０は圧力計４３ｉの計測結果に基づいて可変オートプレッシャー４３ｇを操作することにより、気体収容部４３ｃ内を加圧する。気体収容部４３ｃ内において加圧された窒素ガスは、中空糸脱気膜・溶解膜４３ｄを通過して、液体収容部４３ｂ内の純水へ溶解される。制御部６０は、図１に示した濃度計４４からの計測結果も受信しており、濃度計４４の計測結果が所定の値に近づくように、可変オートプレッシャー４３ｇを操作する。このため、窒素ガス溶解部４３は、純水中に溶解した窒素ガスの濃度を、所定の値に維持できる。

なお、上述した窒素ガス溶解部４３が本発明における気体溶解手段に相当する。

図１に戻り、伝播水供給部５０は、伝播水供給源５１と伝播槽３０を結ぶ配管５２を有している。配管５２上には、脱気部５３が設けられている。このため、伝播水供給源５１から供給される伝播水は、脱気部５３を経由して伝播槽３０へ貯留される。

図４を参照する。図４は、伝播水供給部５０に設けられた脱気部５３を一部断面で示した概略構成図である。脱気部５３の本体部５３ａは、窒素ガス溶解部４３の本体部４３ａと同じように略円筒形の外形となっており、その中心部に形成された液体収容部５３ｂと液体収容部５３ｂの周囲を取り巻くように設けられた気体収容部５３ｃとを有している。液体収容部５３ｂと気体収容部５３ｃとの境界には、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸脱気膜・溶解膜５３ｄが設けられている。

脱気部５３の気体収容部５３ｃには、配管５３ｅの一端側が接続されている。配管５３ｅの他端側は排気ラインと接続されており、配管５３ｅの経路途中には、気体収容部５３ｃ側から順に、開閉弁５３ｆ、圧力計５３ｇ、および真空ポンプ５３ｈが設けられている。開閉弁５３ｆ、圧力計５３ｇ、および真空ポンプ５３ｈは、それぞれ制御部６０と電気的に接続されている。

配管５３ｅ上の開閉弁５３ｆを開放し、真空ポンプ５３ｈを動作させると、気体収容部５３ｃ内のガスが配管５３ｅを介して排気ラインへ排気され、気体収容部５３ｃ内は減圧される。このため、液体収容部５３ｂ内を流れる伝播水中に溶解していた気体は、中空糸脱気膜・溶解膜５３ｄを介して気体収容部５３ｃ内へ脱気される。

図５を参照する。図５は分散発生部の構成を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。分散発生部８０は、伝播槽３０内の伝播水中に設けられている。分散発生部８０は、複数の板状の散乱板８１が並設されている。この複数の散乱板８１の両端には、一対の結合部材８２が設けられ、この一対の結合部材８２と複数の散乱板８１とが結合して一体となって構成されている。一対の結合部材８２には、散乱板８１が伝播槽の底部、すなわち、超音波振動子３１から所定の高さＨになるようにＬ字状の脚部が形成されている（例えば、高さＨは１０ｍｍ）。また、Ｌ字状の脚部により、分散発生部を伝播槽内に取り付けるようになっている。分散発生部８０は、超音波振動を透過する材質（例えば、石英）で形成される。

散乱板８１は、長さＡ、幅Ｂおよび高さＣで構成されており、隣接する散乱板８１とはピッチＤの等間隔で平行に並んで構成されている。本実施例では、例えば、幅Ｂは２ｍｍ、高さＣは４ｍｍ、隣接する散乱板８１とのピッチＤが１５ｍｍの等間隔で平行に並んで構成されている。なお、長さＡは、３本の基板保持棒２５に保持されている複数枚の基板Ｗの列に対応できるように、複数枚の基板Ｗの列よりも長いことが好ましい。また、散乱板８１の高さＣは、超音波振動子３１から付与される超音波振動の半波長の整数倍にすることが好ましい。これにより、超音波振動が減衰することを抑制することができる。なお、処理槽１０の底部の厚さも同様である。

また、分散発生部８０は、処理槽内に浸漬された基板Ｗと超音波振動子との間に配置され、基板Ｗの面方向と散乱板８１の長さＡ方向がほぼ垂直になるように配置されている。

図６を参照する。図６は、キャビテーションの発生の説明に供する図である。なお、図６において、超音波振動の伝播は矢印で示す。

散乱板８１の外側では、矢印Ｅのように、超音波振動は直進する。また、散乱板８１の中央部では、超音波振動は、矢印Ｆのように散乱板８１内を透過して直進する。しかしながら、散乱板８１の端の部分では、超音波振動は、矢印Ｇのように散乱板８１の端の部分に到達して散乱し、矢印Ｇ１、Ｇ２のように方向を変えて進む。そのため、矢印Ｇ１、Ｇ２と矢印Ｅとの重なりが生じる。キャビテーションは、超音波の重なりが生じた部分で発生する。

＜動作の説明＞
次に、図７を参照して、基板洗浄装置１における基板Ｗの洗浄処理について説明する。なお、図７は、基板洗浄装置の動作の説明に供するフローチャートである。なお、これらの動作は、制御部６０が圧力計４３ｉ，５３ｇや濃度計４４の計測結果に基づいて、リフタ駆動部２２、超音波発振器３２、開閉弁４３ｈ，４６，４７ｃ，４７ｆ，５３ｆ、ヒータ４５、可変オートプレッシャー４３ｇ、真空ポンプ５３ｈ等を操作することにより、実現される。

ステップＳ１：処理槽へ純水の供給と伝播水の供給
基板洗浄装置１は、基板Ｗが搬入される前（複数群の基板Ｗを順に処理する場合には、ある基板Ｗの処理が終了した後、後続の基板Ｗの搬入が開始されるまでの間）には、開閉弁４６および４７ｃを閉止し、開閉弁４７ｆを開放する。これにより、純水供給源４７ｅからの純水を処理槽１０内に供給する。処理槽１０内に供給された純水は、処理槽１０の上部から外槽へオーバーフローし、配管１３を経由して排液ラインに排出される。これにより、基板洗浄装置１は、基板Ｗが搬入される前の処理槽内を浄化する。

一方、伝播水供給部５０では、伝播水供給源５１からの伝播水が、脱気部５３を介して伝播槽３０へ供給されている。伝播水の供給は、基板洗浄装置１に基板Ｗが搬入される前から基板洗浄装置１における基板Ｗの処理が完了するまで、常時継続される。脱気部５３においては、真空ポンプ５３ｈが動作されており、伝播水供給源５１から供給される伝播水は脱気される。これにより、超音波振動を付与した際に、伝播水中でキャビテーションが起こって、気泡を発生することを抑制する。また、例えば、処理槽１０の底部に気泡が付着して、その気泡に超音波振動のエネルギーが吸収されて、基板Ｗの洗浄能力を低下させるということもない。

ステップＳ２：基板Ｗのセットと窒素ガスが溶解された温純水の生成
前工程の装置から搬送されてきた基板Ｗは、基板洗浄装置１の搬入部にセットされる。基板Ｗが搬入部にセットされると、処理液供給部４０において、純水の加熱および窒素ガスの溶解が開始される。すなわち、ヒータ４５の動作が開始されるとともに、窒素ガス溶解部４３の開閉弁４３ｈが開放され、圧力計４３ｉの計測結果に基づいて可変オートプレッシャー４３ｇが操作される。窒素ガス溶解部４３においては、可変オートプレッシャー４３ｇにより加圧された窒素ガスが、気体収容部４３ｃから中空糸脱気膜・溶解膜４３ｄを通過して、液体収容部４３ｂ内の純水へ溶解される。制御部６０は、濃度計４４の計測結果が所定の値に近づくように、窒素ガス溶解部４３を操作する。このため、開閉弁４６の上流側においては、所定濃度の窒素ガスが溶解された温純水が生成される。

ステップＳ３：基板Ｗの搬送と処理液の供給
搬入部にセットされた基板Ｗは、搬送ロボットによって搬入部から取り出され、処理槽１０へ向けて搬送される。基板Ｗが搬送経路上の所定位置に到達すると、開閉弁４７ｆが閉止されるとともに開閉弁４６および４７ｃが開放される。これにより、混合部４７において、所定濃度の窒素ガスが溶解された温純水と薬液とが混合され、基板Ｗの洗浄処理するための処理液が生成される。生成された処理液は、配管４２および吐出部１１を経由して処理槽１０内へ供給され、処理槽１０内の純水と置換する。

基板Ｗが処理槽に到達した時点においては、処理槽１０内の純水は、完全に処理液で置換されている。換言すれば、制御部６０は、基板Ｗが処理槽１０に到達する予定時刻から、処理槽１０内の置換作業に要する時間だけ手前の時刻よりも前に、開閉弁４７ｆの閉止と開閉弁４６，４７ｃの開放とを行う。これにより、基板Ｗに待機時間が発生することなく、かつ、ヒータ４５による熱消費量や処理液の消費量を最小限に抑えることができる。なお、処理槽１０内が処理液に完全に置換された後も、後続のステップＳ６の時点まで処理液の供給は継続される。

ステップＳ４：基板Ｗの処理槽への浸漬
処理槽１０へ搬送された基板Ｗは、処理槽１０の上方で待機するリフタ２０の基板保持部２１の保持棒２５上に載置される。基板Ｗが保持棒２５に載置されると、リフタ２０が下降し、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留された処理液中に浸漬される。

ステップＳ５：超音波振動の付与
処理槽１０内の処理液中に基板Ｗが浸漬されると、制御部６０の操作により超音波発振器３２は動作を開始し、超音波振動子３１を振動させる。超音波振動子３１から発生した超音波振動は、伝播槽３０内の伝播水、処理槽１０の底部、処理槽１０内の処理液を順に伝播し、処理液中に浸漬された基板Ｗへ到達する。また、処理液中に超音波振動を付与すると、処理液中に溶解した窒素ガスが泡として発生する。この際、超音波振動は、分散発生部８０に付与され、超音波振動が付与された分散発生部８０の反対側では、超音波振動の重なりが広範囲に生じる。この超音波振動の重なりが生じたところで、キャビテーションが発生する。そのため、基板Ｗ面内に均一に泡を発生させることができる。そして、超音波振動により発生した泡は破裂し、破裂の衝撃で基板Ｗ上に付着したパーティクルが遊離する。なお、処理液中に溶解した窒素ガスがクッションの役割も果たし、超音波振動により基板に与えられる衝撃が緩和される。また、処理槽１０内には、上方へ向かう処理液の流れが形成されている。このため、基板Ｗの表面から遊離したパーティクルは、処理液の流れに乗って処理槽１０の上部へ運搬される。パーティクルは、処理槽１０の上部において処理液とともに外槽１２へ運搬され、配管１３を介して排液ラインへ排出される。

超音波振動の付与を所定時間継続した後、制御部６０は、超音波振動の動作を停止させ処理液の供給のみを継続する。処理液中に残存するパーティクルは、処理液の流れに乗って外槽１２へ運搬され、配管１３を介して排液ラインへ排出される。これにより、処理槽１０内に残存するパーティクルが基板Ｗへ再付着することが防止される。

ステップＳ６：処理液の供給停止と基板の搬出
その後、処理液の供給を停止し、リフタ２０を上昇させて処理槽１０内から基板Ｗを引き上げ、基板Ｗを搬出する。

ステップＳ７：連続処理
引き続き、他の基板Ｗを連続して処理する場合は、ステップＳ２に戻る。

なお、基板Ｗを処理槽１０内の上方へ引き上げた後、処理液供給部４０では、開閉弁４６および４７ｃを閉止するとともに開閉弁４７ｆを開放する。これにより、処理槽１０内の処理液を純水で置換する。また、基板Ｗを処理液の上方に引き上げた状態で、または基板Ｗを他装置へ搬送した後に、基板Ｗに対して乾燥処理が行われる。

以上をもって、基板洗浄装置１における基板Ｗの洗浄処理が終了する。

上述したように、本実施例によると、伝播槽３０の伝播水中において、基板Ｗと超音波振動子３１との間に分散発生部８０を設けている。超音波振動を付与することにより、超音波振動が付与された分散発生部８０の反対側では、散乱板８１により進行方向が変化した超音波振動と他の超音波振動が重なり、キャビテーションが発生する。また、分散発生部８０は複数の散乱板８１を備えていることにより、超音波振動が付与された分散発生部８０の反対側では、超音波振動の重なりが広い範囲に生じるので、基板Ｗ面内におけるキャビテーションのバラツキを抑制することができる。そのため、基板Ｗ面内でのパーティクルの除去均一性を向上することができる。なお、これにより、最適な時間、最適な出力の超音波振動で基板Ｗの洗浄処理が行えるので、過剰に超音波振動を付与することで発生するパターン倒壊を抑制することができる。

ここで図８を参照する。図８は、基板洗浄装置の効果の説明に供し、（ａ）は、ピッチが１５ｍｍのときを示した図であり、（ｂ）は、ピッチが６ｍｍのときを示した図であり、（ｃ）は、分散発生部が未使用のときを示した図である。また、図８は、上述のように、基板Ｗの下側から超音波振動を付与させた。図中の基板Ｗ内の白色の部分がパーティクルの除去されていないの領域を示し、基板Ｗ内の黒色の部分がパーティクルの除去されている領域を示す。なお、図８（ａ）、（ｂ）において、散乱板８１の幅Ｂは２ｍｍ、高さＣは４ｍｍである。また、図中において、基板Ｗの周縁の一部が欠けているが、これは元のデータにおいて、座標データが記載されていた部分であり、図のような欠けた形状の基板Ｗを示すものではない。

図８（ａ）は、パーティクルが除去された黒色の領域が均一に分布しており、分散発生部８０によりキャビテーションが基板面内で均一に発生されている。しかしながら、図８（ｂ）のように、ピッチＤを小さくすると、パーティクルの除去されていない白色の領域が目立ち、パーティクルの除去能力が低下していることを示している。

これに対し、図８（ｃ）の分散発生部８０が未使用の場合には、基板保持部２１の保持棒２５の上方、すなわち、超音波振動が付与された保持棒２５の反対側では、パーティクルの除去がされていない領域が広がっている。一方、超音波振動が付与された、保持棒２５と保持棒２５の間の反対側では、パーティクルが除去された領域が広がっている。つまり、パーティクルが除去されていない領域と除去された領域との差が顕著である（ムラが大きい）。

＜変形例＞
上述した実施例では、分散発生部８０を伝播槽３０内に配置させたが、分散発生部８０をリフタ２０の基板保持部２１に配置してもよい。

図９を参照する。図９は、変形例に係る基板洗浄装置のリフタの基板保持部の構成を示した正面図である。なお、実施例と同じ構成は説明を省略する。

リフタ２０の基板保持部２１Ａは、背板２３と結合部材２４との間に、３本の保持棒２５と、さらに複数の散乱板８１から構成される分散発生部８０Ａを備えている。散乱板８１は、保持棒２５が基板Ｗを保持したときに基板Ｗの下方、すなわち、基板Ｗと超音波振動子３１の間に配置される。また、３本の保持棒２５と複数の散乱板８１は、並列に構成される。

この構成により、超音波振動が付与された分散発生部８０Ａの反対側では、超音波振動の重なりが広範囲で生じ、キャビテーションを基板Ｗ面内に対して均一に発生させることができる。そのため、基板Ｗ面内のパーティクルを均一に除去することができる。また、分散発生部８０は、吐出部１１から処理槽１０内に吐出される処理液を整流して、流れを整えて基板Ｗに流すことができる。また、基板保持部２１Ａは、背板２３と結合部材２４との間に、３本の保持棒２５と、さらに複数の散乱板８１から構成される分散発生部８０Ａを備えている。そのため、基板保持部２１の強度を高めることができるので、複数枚の基板Ｗを載せたときの基板Ｗの重みによる保持棒２５等のたわみを抑制することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、分散発生部８０は、伝播槽３０内に取り付けていたが、伝播槽３０内でも処理槽１０の外側に取り付けてもよい。これにより、実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。

（２）上述した実施例では、分散発生部８０の散乱板８１が等間隔で配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、保持棒２５の位置を考慮し、これを避けるように、一部不等間隔で散乱板８１を設けるようにしてもよい。

（３）上述した実施例では、処理槽１０に供給された処理液を排出する構成としたが、外槽１２と処理槽１０とを連通接続し、処理液を循環させる構成としてもよい。

（４）上述した実施例では、窒素ガス溶解部４３を備えているが、純水にもある程度の気体が溶存しているので、窒素ガス溶解部４３を備えなくてもよい。

１ …基板洗浄装置
１０ …処理槽
２０ …リフタ
２１，２１Ａ …基板保持部
３０ …伝播槽
３１ …超音波振動子
４０ …処理液供給部
４３ …窒素ガス溶解部
８０，８０Ａ …分散発生部
８１ …散乱板

Claims

基板を処理液中に浸漬させることにより基板の洗浄処理を行う基板洗浄装置において、
基板を浸漬するための処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽内へ処理液を供給する処理液供給部と、
基板を保持する基板保持部を備え、前記処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬させるためのリフタと、
前記処理槽の下方に配置されており、前記処理槽の下部が浸漬されるように超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留する伝播槽と、
前記伝播槽の底部に取り付けられ、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、
前記超音波振動付与手段から付与された超音波振動を散乱させる散乱板を備え、基板と前記超音波付与手段との間に配置された分散発生部と、
を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１に記載の基板洗浄装置において、
前記分散発生部は、前記伝播槽内に設けられていることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１に記載の基板洗浄装置において、
前記分散発生部は、前記基板保持部に設けられていることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記散乱板は、板状に形成されており、
前記分散発生部は、複数の前記散乱板が並設されていることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記分散発生部は、石英で形成されていることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１乃至５のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記散乱板の高さは、前記超音波振動付与手段から付与される超音波振動の半波長の整数倍にすることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１乃至６のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記分散発生部は、散乱板が等間隔に構成されることを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１乃至７のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記処理液供給部は、気体を処理液に溶解させる気体溶解手段を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。